Multi-omics unveils strain-specific neuroactive metabolite production linked to inflammation modulation by Bacteroides and their extracellular vesicles
Notice bibliographique
Résumé
• Bacteroides species produce a myriad of neurotransmitter-related metabolites. • Bacteroides signaling via EVs may modulate the gut-brain axis and immune responses. • B. finegoldii shows anti-inflammatory characteristics via GABA and EV production. • Bacteroides and their EVs hold great promise as next-generation psychobiotics. Bacteroides species are key members of the human gut microbiome and play crucial roles in gut ecology, metabolism, and host-microbe interactions. This study investigated the strain-specific production of neuroactive metabolites by 18 Bacteroidetes (12 Bacteroides , 4 Phocaeicola , and 2 Parabacteroides ) using multi-omics approaches. Genomic analysis revealed a significant potential for producing GABA, tryptophan, tyrosine, and histidine metabolism-linked neuroactive compounds. Using untargeted and targeted metabolomics, we identified key neurotransmitter-related or precursor metabolites, including GABA, l -tryptophan, 5-HTP, normelatonin, kynurenic acid, l -tyrosine, and norepinephrine, in a strain- and media-specific manner, with GABA (1–2 mM) being the most abundant. Additionally, extracellular vesicles (EVs) produced by Bacteroides harbor multiple neuroactive metabolites, mainly GABA, and related key enzymes. We used CRISPR/Cas12a-based gene engineering to create a knockout mutant lacking the glutamate decarboxylase gene ( gadB ) to demonstrate the specific contribution of Bacteroides finegoldii -derived GABA in modulating intestinal homeostasis. Cell-free supernatants from wild-type (WT, GABA+) and Δ gadB (GABA-) provided GABA-independent reinforcement of epithelial membrane integrity in LPS-treated Caco-2/HT29-MTX co-cultures. EVs from WT and Δ gadB attenuated inflammatory immune response of LPS-treated RAW264.7 macrophages, with reduced pro-inflammatory cytokines (IL-1β and IL-6), downregulation of TNF-α, and upregulation of IL-10 and TGF-β. GABA production by B. finegoldii had a limited impact on gut barrier integrity but a significant role in modulating inflammation. This study is the first to demonstrate the presence of a myriad of neuroactive metabolites produced by Bacteroides species in a strain- and media-specific manner in supernatant and EVs, with GABA being the most dominant metabolite and influencing immune responses.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».